[특집] “메탈 3D 프린팅의 대량생산 적용, 산업별, 규모별로 다르게 접근해야”

  • 2019-08-09
  • 전동엽 기자, imdy@elec4.co.kr



디자이너들의 사고전환, 고객이 쉽게 접근할 수 있는 방법 필요

Inside 3D Printing (2019. 6. 27)
주제 / Advancing Metal 3D Printing Through Innovative
DfAM(DfAM 혁신을 통한 메탈 3D 프린팅의 진화)
사회자 / Kristin Mulherin, SmarTech Analysis
패널 / Guy J. Ofek, Georg Fischer
Julien Cohen, Eaton
CK Kan, Desktop Metal
Peter Rogers, Autodesk Netfabb

토론 정리 / 전동엽 기자



Kristin:
제가 많이 나누는 대화 중 하나가 특히 제조업에서 금속 3D 프린팅을 할 때 디자이너들이 좀 다르게 생각할 수 있게 하는 방법은 무엇인가이다. 이 디자이너들이 시각을 달리 가져가게 할 수 있는지에 대해 담론이 많이 진행되고 있다. 이런 부분을 어떻게 진행할 수 있는지 아이디어가 있다면.

Guy:
언급한 도전과제에 대해 말하자면, 기존과 다르게 생각하는 것은 말처럼 쉽지 않다는 것이다. 이 업계에 종사하면서 다양한 사람들과 이야기했는데 다양한 학계에서 인재들이 와야하지 않냐는 의견이 다수 있었다. 기계공학이나 보통 생각하는 전통적인 분야의 사람이 아닌 이 부분을 잘 모르는 사람들이 같이 참여해야 한다는 의견이 있었다. 실제로 GE에서는 ‘Unlearn’이라고 해서 기존에 배웠던 것들을 다 비워내는 작업들을 한다고 한다.

CK:
새로운 기술이 나오면 가장 어려운 것은 문화적인 변형이라고 할 수 있다. 사람들이 적응해야 하고 여러 가지 질문들이 생겨나기 때문에, 모든 기술이 초창기에는 이러한 단계를 거친다고 생각한다. 잠재력은 있지만 시기가 중요하고 또 사람들이 어떤 인식을 가지고 있느냐가 중요하다. 사람들이 준비가 되어 있지 않은데 강요할 수는 없기 때문이다. 우리가 가지고 있는 것(3D Printing)은 툴일 뿐이다. 하지만 툴이 있어도 대중이 준비가 되지 않으면 소용이 없다. 다른 각 산업의 관계자들과 가능한 정보를 공유하기 위해 노력하고 있다. 유저가 스스로 변화를 할 수 있게끔 유도하는 것이 중요하고 생각한다.


"기계공학이나 보통 생각하는 전통적인 분야의 사람이 아닌
이 부분(3D 프린팅)을 잘 모르는 사람들이 같이 참여해야 한다는 의견이 있었다."



Peter:
CK가 말했듯이 이건 툴이다. 이 툴이 어떤 일을 하는데 적합하지 않다면 사용되지 않게 될 것이다. 전체 제조 프로세스에서 어떻게 맞아 들어가는지가 중요하다. 전체 프로세스에서 어떤 파트에서 어떻게 제조할 것인가를 전체적인 관점에서 봐야할 필요가 있는 것이다. 일본 자동차 회사들과 함께 일하고 있는데, 3D 프린팅으로 만든 파트가 들어가는 자동차를 대량 생산하는 기업들이 있다. 이 기술을 사용하기 시작하고 있고 6~70%의 인젝션 몰드가 3D 프린팅으로 제작되고 있다. 전체적인 프로세스를 알고 적층 제조기술이 어디에 들어갈 수 있는지 이해를 해야만 이 기술을 적합한 툴로서 사용할 수 있다. 그렇게 해야만 3D 프린팅 디자인이 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

Julien:
3D 프린팅을 하기 전에 전체적인 공정이 어떻게 진행되는지에 대한 이해가 선행되어야 하고 3D의 측면으로 어떻게 디자인이 진행되어야 하는지 개념을 머릿속에 먼저 가져야 한다. 2D적으로 생각하던 사람들이 3D적으로 생각할 수 있게 해야 하는 게 굉장히 중요하며 이는 초기에 이뤄져야 한다.

Kristin:
디자이너들이 굉장히 많은데 사실상 3D 프린터를 사용해보지 않은 디자이너가 많다. 3D 프린팅이 어떻게 진행되는지 전혀 본적이 없이 2D로만 작업했던 사람들이 어떻게 3D프린팅을 작업할 수 있는지에 대한 좋은 아이디어들인 것 같다.
제너러티브 디자인에 있어서 어떻게 혁신성을 이끌어낼 수 있을 것인가. 특히 이런 대량 생산의 규모로 혁신성을 담보할 수 있을 것인가에 대한 부분은 어떻게 해결할 수 있는가?

Peter:
생산규모를 생각했을 때, 제너러티브 디자인은 아이디어 자체를 탐색하는 단계이다. 제조 역량 자체를 생각해야 하고, 뿐만 아니라 적층(Additive) 측면도 고려해야한다. 5축 CNC 머신으로 만든다고 해도 적층으로 제작할 때 생각해야하는 부분까지 고려해야한다. 하나의 AM(additive manufacturing, 적층 가공) 쪽에 생각할 수 있는 체크박스를 하나 줌으로써 다양한 생각의 스펙트럼을 늘릴 수 있다. 최적화된 부품을 만들어낸다는 것이 3D 프린팅 없이 불가능하다는 것을 알게 되면 설계적인 측면에서 보는 시각 자체가 많이 열릴 것이라 생각한다. 전체적인 설계를 탐색하는 자체에서 우리가 가진 한계가 무엇인지를 보고 거기서 우리가 가져갈 수 있는 기회가 어떤 것이고, 어떤 식으로 더 발전해야 되는지를 생각해볼 수 있을 것이다.


"전체적인 프로세스를 알고 적층 제조기술이
어디에 들어갈 수 있는지 이해를 해야만
이 기술을 적합한 툴로서 사용할 수 있다."



Julien:

문제는 지금 사람들이 당장 하고 있는 것에 집중한다는 것이다. 기본적인 기준이라던지 3D 이미지를 초기부터 고려하는 것이 하나의 방법이 될 것 같다. 그렇게 함으로써 앞으로 3D 프린팅으로 가려면 무엇이 필요한지 처음부터 생각할 수 있다. 물론 시간이 오래 걸리는 작업이다. 3D 프린팅 소프트웨어 판매가 증가하고 있다. 그 이유는 3D 디자인이 지금 없으면 나중에 영향을 받지 않을까에 대한 우려 때문이다.



2~30년 후에는 전통적인 기법 대신에 디지털 데이터 베이스를 가지고 그 파트에 대한 주문이 들어오면 제작하는 것이 가장 이상적인 방법이 될 것이다. 그렇게 되면 생산베이스를 전세계적으로 분산시킬 수 있고 소비자에게까지 가는 시간이 훨씬 더 줄어들 것이다.

소프트웨어 기업들이 발빠르게 움직이고 있다. 항공우주 산업에서 제조가 이뤄지는 과정을 보면 디자이너와 엔지니어들이 2D 드로잉을 가지고 그 과정을 시작하게 된다. 좀 더 폭넓은 리툴링이 필요하다고 생각한다.

Kristin:
이 워크플로우를 통합하고 최적화를 어떻게 할 수 있을 것인가? 다양한 소프트웨어 플랫폼을 활용할 수 있는 방법은 무엇인가.

Julien:
인센티브 측면으로 살펴봐야 할 것 같다. 업계의 선두주자가 이런 가치가 있다고 먼저 보여야 한다고 생각한다.
특히 항공우주업계에서 적층이라는 것 자체가 5~10년 후에 큰 발전을 이룰 것이라는 것을 보여주면, 다른 업계에 있는 다른 회사들도 따라할 수 있을 것이다. 그런 것을 보면 빨리 이 분야에 투자를 해서 같이 성장해야겠다고 생각할 것이다. 회사 자체에서 한다기 보다는 푸쉬가 필요하다고 생각한다. 업계 전체가 그 방향으로 움직이고 있다는 것이 보여져야 한다.


"적층이라는 것 자체가 5~10년 후에
큰 발전을 이룰 것이라는 것을 보여주면,
다른 업계에 있는 다른 회사들도 따라할 수 있을 것이다."



Guy:

저희 자체가 유저로서 적층을 많이 사용하고 있다. 반면에 고객도 있다. 상당히 많은 고객들이 지금이 적층 제조 도입 적기인가에 대한 생각을 많이 하고 있다. 한 예를 들어 지난 2주 동안 2개의 고객사를 방문했는데, 두 회사는 모두 시제품을 만들고 상품 생산할 때 AM 자체가 지금보다 많이 적용될 것이라 이야기 하고 있다. 그러나 제조업 업계가 굉장히 보수적이기 때문에, 특히나 비용이랑 연관이 되면 프로세스 전체에 걸쳐 굉장히 다양한 요소들이 있기 때문에 장벽이 생긴다는 이야기를 많이 한다. 필요는 있는데 실현시키기까지는 많은 것들을 진행해야 하고 그렇기 때문에 리스크가 있다고들 한다. 더 많은 회사들의 의지가 있고, 경험치를 같이 공유할 때 더 많은 적용이 나올 것이다.

Kristin:
실제 고객 적용 사례를 많이 봐왔을 텐데, 그중 실제로 혁신적인 디자인이 실행되는 경우를 봤는지.

CK:
고객이 기술을 어떻게 받아들이느냐가 중요하다. 대표적으로 디자인이 변화하고 있다. 3D 프린팅을 통해서 디자인이 더 심플해지고 있고, 그 대신에 기능에 더 집중하고 있다. 특히 퀄리티, 특성에 집중하고 있다. 재료나 색상 같은 것들이 시간이 지남에 따라 모두 변한다고 생각한다. 변화는 수요에 의해 일어난다. 수요가 이끄는 기술 발전이 바람직하다고 생각한다.

제너러티브 디자인은 여러 가지 디자인이 가능하다는 것이 장점이다. 바인더 젯팅도 마찬가지이다. 상호 연관성이 중요하다고 생각한다. 이러한 것은 장비 회사 혼자서 해낼 수 있는 것도 아니고, 소프트웨어 회사 혼자 해낼 수 있는 것도 아니다. 이 변화는 함께 이끌어낸 것이고, 이 변화가 이뤄진다면, 더 많은 것들이 변하게 될 것이다. 그래서 협력이 필요하다고 생각한다.

Julien:
CK가 핵심을 짚어줬다. 5~8년 정도 전 이야기인데, 대부분 플라스틱 3D 프린팅이 굉장히 인기였고, 주가가 굉장히 치솟았었다. 적층이 너무나 잠재성이 있어보였고, 사람들이 난리가 났었다. 그 당시에 지금 논의되는 부분들을 생각하고 있지 않았을 때 하이프 사이클(Hype Cycle)이 내려가기 시작했다. 문제는 가능성을 가지고 이것을 실현시킬 수 있는 도구가 없었다. 소프트웨어 툴이나 제조기술 같은 것들이 3D 프린팅 기술을 견인할 수 있도록 같이 작용해야 한다. 애플리케이션에 더욱더 최적화된 부품, 더 경량화되고 비용이 적고, 기간이 짧게 드는 방법들을 생각해서 실현시켜야 한다.



CK:

플라스틱과 금속 3D 프린팅을 비교하는 것 자체가 불공평하다. 플라스틱 부품은 많이 만연해 있기 때문에 대량생산에 들어가는 것이다. 하이프 사이클 정점에 있을 때는 인젝션 몰드 자체가 3D 프린팅 산업에 전혀 관여하지 않을 것이라 생각했다. 기하학적으로 복잡하다든지, 3D 프린팅으로만 만들 수 있는 곳에만 3D 프린팅을 활용하는 것이 정점에 있었을 시기였다.

Kristin:
다음 질문으로 가기 전에 혹시 관객들 중에 회사에 3D 프린팅을 도입하고 싶은 분들이 계실 수도 있을 텐데, 조언을 해준다면?

Guy:
몇 주 전에 일본기업과 회의를 했는데, 적층에 관해서 굉장히 보수적인 입장을 보였다. 회의 참석자 중 한사람이 이야기하기를, “대학을 졸업하고 적층제조에 대해 많이 공부했는데 일본에서는 많은 움직임이 안 보인다. 보스에게 직접 47말해서 이를 적용하자고 했다.” 여기서 깊은 인상을 받은 것은 우리는 주로 기업이 탑-다운(Top-down) 방식이라고 생각하고 도전하지 않는 경향이 있다고 생각했다.

그러나 이제는 우리가 주도적으로 바꿔야지만 변화가 생긴다고 생각한다. 좀 더 적극적으로 한다면, 특히 직원들이 이러한 가능성에 대해 눈을 뜬다면 그 기회와 가치가 우리와 같은 업계 전문가들에게까지 닿지 않을까 생각한다. 많은 도전과제가 있다. 비용효율적으로 우리가 원하는 곳에 도달해야 하고, 사람들에게 다가가기 쉬워야 한다. 케이스 스터디를 찾아보면 정보는 많다. 이 정보를 사람들에게 전해주는 것이 유일한 방법이라고 생각한다. 경영진이 정보를 가지는 것도 중요하지만 이제는 젊은 직원들이 정보를 가지는 것도 중요하다.

CK:
3D 프린팅에 양산의 기회가 있다고 생각하고 있다. 이를 성공하기 위해서는 엔지니어와 디자이너들을 비롯한 모든 사이클을 다 관리할 필요가 있다. 시작을 하는 것은 좋지만 충분히 활용하기 위해서는 다시 시작부터 끝까지 모든 사이클을 고려하는 것이 중요하다.

유즈 케이스 하나를 만드는 게 중요한 것이 아니다. 사람들이 하고 싶다고 다 할 수 있는 게 아니기 때문이다. 할 수 있도록 만들어주는 것이 중요하다.

AM 기술이 할 수 있는 것은 사람들에게 자유를 주는 것이다. 자유라고 하는 것은 산업이 필요로 하는 만큼의 자유를 주는 것이다. 디자인을 바꾸고 싶을 수도 있고, 디자인을 변경하고 싶지 않다면 그냥 사용하면 된다. 각 산업별로 얼만큼의 변화가 필요한지 파악하고, 그들이 어느 단계에 와있는지, 산업의 특성이 무엇인지에 따라 각각 다른 단계가 적용될 것이다.

Peter:
AM에 종사하고 있는 사람들도 책임감을 가져야 한다고 생각한다. 많은 회사들이 고객사를 생각하지 않는 너무 추상적인 것들을 도모하고 있다. 판매를 하려고 하는 회사들의 핵심 역량이라든지, 우리가 가진 기술들이 그쪽에서 소화가능한지 확인해봐야 한다.

AM이 만연해있긴 하지만, 역량에 따라 이 부분을 이해하기 힘든 회사들도 분명히 있다. 일례로 AM OEM 회사들과 일했을 때, 우리가 가는 방향과 할 수 있는 것을 설명하고 부품을 보내달라고 말했더니 2D 도면만을 팩스로 건네더라. 100여 가지의 부품을 하나로 통합할 수 있는 부품을 이야기하고 있는데 아직도 2D 설계도를 보내는 회사에게 이것을 설명하는 것은 그 간극이 너무 큰 것이다. 성취할 수 있는 타겟을 낮춘 다음에 뭔가 눈에 보이는 가시적인 것들을 먼저 이야기해야 된다고 생각한다.

미래에 대한 큰 그림을 이야기하는 것은 좋지만 영업을 하고 판매를 해야 할 경우에는 그 회사에서 소화할 수 있는 수준에서 해야 한다. 목표로 바로 뛰어넘을 수 있는 것이 아닌, 단계적으로 성취해야한다는 측면을 이야기 하는 것이다. 서핑을 하기 위해서는 수영을 먼저 할 줄 알아야 하는 것처럼 말이다. 단기, 중기, 장기적인 계획을 절차상으로 생각해놔야 한다.

청중:
3D 프린팅의 목적이 상당히 제한되어있다고 했는데, 미래에 3D 프린팅이 대량생산에 사용될 수 있을 것인가, 또한 가격경쟁력이 있을 것인가? 현재로는 소규모로 맞춤 제품을 만드는 데만 그치고 있는 것 같다.

Peter:
아주 흥미로운 질문이다. 대량생산에 대해 말하자면, 파트가 3D 프린팅으로만 제작이 가능하다면 대량생산이 가능할 것이다. CNC나 다른 방법이 아니라 3D 프린팅으로만 가능하다고 하면 가능한 일이라고 생각한다. 스페어 부품 또한 가능할 것이라고 생각한다.

Julien:
대량생산은 산업마다 의미하는 바가 좀 다르다. 항공우주에서는 수천 개의 부품을 제작한다. 수백만 개를 제작하는 사례도 있다. 산업마다 다를 것. 비용뿐만 아니라 파트의 성능과도 관계가 있다. Peter가 적층으로만 제작할 수 있는 부품이라고 했는데, 그 파트를 최적화해서 어떤 포인트에서는 3D 프린팅이 더 효율적일 수도 있는 것이다.

CK:
산업별, 스케일 별로 다르다고 할 수 있다. 생산량이 많아지게 되면 전통적인 방법이 필요해지게 될 것이라고 본다. 비용이 일정하게 유지된다면 제로 인벤토리가 가능하게 되기 때문에 3D 프린팅이 좀 더 효율적인 방법이 될 것이다. 적층제조 기술이 산업뿐만 아니라 많은 곳에 변화를 가져올 수 있을 것이다. 유연하게 혁신적인 디자인을 지원해줄 수 있고, 제고가 쌓이는데 대한 부담이 없다.
 

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